采空区积水长期侵蚀采空区垮落煤岩体会导致水资源的化学性质发生变化,对矿区水资源保护与水污染减排产生不利影响。为探究采空区积水侵蚀岩体过程中的水化学特性,以三荆沟煤矿3号煤层采空区为例,依托原位采空区环境试验箱开展水-岩相互作用试验。利用XRD方法与XRF方法对煤体与垮落岩体的矿物成分与元素成分进行分析,探究了长期作用条件下的离子变化规律,并对采空区积水侵蚀岩体过程进行了讨论。结果表明:高岭石与石英等矿物是Al,Si元素的主要来源,方解石、黄铁矿是S,Ca,Fe元素的主要来源。采空区积水侵蚀岩体主要会发生溶解沉淀、阳离子交换、黄铁矿氧化作用、混合吸附作用。其中溶解沉淀是导致积水中离子浓度变化的主要作用,黄铁矿氧化作用使SO42-浓度升高,环境整体的p H值逐渐降低,阳离子交换作用与混合吸附作用在试验初期较为剧烈,后趋于稳定,最终使采空区积水的水化学特性趋于一致。

1 研究区域概况
2 试验材料与试验方法
3 水-岩作用下水化学特性研究
3.1 矿物成分组成与变化特性
3.2 采空区积水离子变化特性
4 采空区积水侵蚀岩体过程讨论
4.1 溶解沉淀作用
4.2 离子交换作用
4.3 黄铁矿氧化作用
4.4 混合吸附作用
5 结 语

[1]岳俊芳.采空区积水侵蚀岩体过程中的水化学特性研究[J].煤,2024,33(10):51-55.